Fysik
Gitter i vand
08. oktober 2005 af
Misser (Slettet)
Laserlys med bølgelængden 632,8 nm sendes vinkelret ind mod et optisk gitter. Gitteret er placeret langs den ene langside af et tomt kar. På den anden langside ses en række pletter. Afstanden mellem de to 4. ordens pletter er 39,5 cm. Karret har dimensionerne 35,0 cm * 50,0 cm.
a) bestem gitterkonstanten ( HAR JEG GJORT)
Karret fyldes med vand, hvorved pletternne flytter sig på grund af vandets brydning. Afstanden mellem de to 2.ordens pletter måles til 13,2 cm.
bestem laserysets bølgelængde i vand og vands brydningsforhold.
det jeg er i tvivl om er hvad man skal bruge oplysningen om at det er i vand til?
a) bestem gitterkonstanten ( HAR JEG GJORT)
Karret fyldes med vand, hvorved pletternne flytter sig på grund af vandets brydning. Afstanden mellem de to 2.ordens pletter måles til 13,2 cm.
bestem laserysets bølgelængde i vand og vands brydningsforhold.
det jeg er i tvivl om er hvad man skal bruge oplysningen om at det er i vand til?
Svar #2
09. oktober 2005 af fixer (Slettet)
#1 Unyttig oplysning da det er den der skal bestemmes.
#0 Idet laserlyset passerer gitteret spredes det i overensstemmelse med gitterligningen
sin(u)=n*lambda/d
hvor n er ordenen, lambda bølgelængden og d gitterkonstanten. Da du kender d og det oplyses at vi betragter 2. ordens pletter (n=2) kan du beregne spredningsvinklen u.
Når lyset har passeret gitteret vil det efterfølgende bevæge sig ind i vandet. Overgangen fra luft til vand medfører at lyset refrakteres i skillefladen mellem vand og luft. Refraktionen bestemmes af Snell's lov
n1*sin(v1)=n2*sin(v2)
Her er n1 og v1 hhv brydningsindekset og indfaldsvinklen i det medie lysstrålen kommer fra, n2 og v2 er henholdsvis brydningsindekset og refraktionsvinklen i det medie lysstrålen bevæger sig ind i.
Umiddelbart efter at have passeret gitteret bevæger lyset for 2. orden sig i luft med vinklen u ind mod skillefladen. Altså er n1 brydningsindekset for luft (n=1) og u er indfaldsvinklen, v1=u.
v2 bestemmes af trigonometri. På en figur du passende kan ledsage din løsning med, vil det ses at
tan(v2) = (s/2)/L
hvor s er afstanden mellem 2. ordens pletterne og L er glaskarrets længde.
Af Snell's lov kan du nu bestemme n2, brydningsindekset for vand.
Bølgelængden i vand er n2 gange mindre end den er i luft, thi bølgehastigheden v i et medie med brydningsindekset n er
v = c/n
hvor c er lysets hastighed. Men da
v = f*lambda
er
lambda = (c/f)/n
og c/f er netop bølgelængden i vacuum (luft).
#0 Idet laserlyset passerer gitteret spredes det i overensstemmelse med gitterligningen
sin(u)=n*lambda/d
hvor n er ordenen, lambda bølgelængden og d gitterkonstanten. Da du kender d og det oplyses at vi betragter 2. ordens pletter (n=2) kan du beregne spredningsvinklen u.
Når lyset har passeret gitteret vil det efterfølgende bevæge sig ind i vandet. Overgangen fra luft til vand medfører at lyset refrakteres i skillefladen mellem vand og luft. Refraktionen bestemmes af Snell's lov
n1*sin(v1)=n2*sin(v2)
Her er n1 og v1 hhv brydningsindekset og indfaldsvinklen i det medie lysstrålen kommer fra, n2 og v2 er henholdsvis brydningsindekset og refraktionsvinklen i det medie lysstrålen bevæger sig ind i.
Umiddelbart efter at have passeret gitteret bevæger lyset for 2. orden sig i luft med vinklen u ind mod skillefladen. Altså er n1 brydningsindekset for luft (n=1) og u er indfaldsvinklen, v1=u.
v2 bestemmes af trigonometri. På en figur du passende kan ledsage din løsning med, vil det ses at
tan(v2) = (s/2)/L
hvor s er afstanden mellem 2. ordens pletterne og L er glaskarrets længde.
Af Snell's lov kan du nu bestemme n2, brydningsindekset for vand.
Bølgelængden i vand er n2 gange mindre end den er i luft, thi bølgehastigheden v i et medie med brydningsindekset n er
v = c/n
hvor c er lysets hastighed. Men da
v = f*lambda
er
lambda = (c/f)/n
og c/f er netop bølgelængden i vacuum (luft).
Skriv et svar til: Gitter i vand
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.